Διαφορά μεταξύ ενανθράκωσης και νιτροποίησης

Κύρια διαφορά – Ενανθράκωση έναντι Νίτρωσης

Η θερμική επεξεργασία είναι η χρήση θερμότητας για την τροποποίηση των ιδιοτήτων ενός υλικού, ειδικά στη μεταλλουργία. Η θερμική επεξεργασία γίνεται με θέρμανση και ψύξη ουσιών. Χρησιμοποιείται για την αλλαγή μίας ή περισσότερων χημικών και φυσικών ιδιοτήτων προκειμένου να αποκτηθούν επιθυμητές ιδιότητες όπως αυξημένη αντοχή, αυξημένη σκληρότητα, αντοχή στην κρούση, μαλάκυνση και αύξηση της ολκιμότητας. Υπάρχουν τέσσερις κύριοι τύποι μεθόδων θερμικής επεξεργασίας όπως η ανόπτηση, η σκλήρυνση, η σκλήρυνση και η κανονικοποίηση. Η σκλήρυνση είναι η διαδικασία αύξησης της σκληρότητας ενός μετάλλου. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι διεργασιών σκλήρυνσης, όπως η σκλήρυνση θήκης και η επιφανειακή σκλήρυνση. Η επιφανειακή σκλήρυνση μπορεί να γίνει με δύο διαδικασίες γνωστές ως διαφορική σκλήρυνση επιφάνειας και διαφορική σκλήρυνση μεταλλικής δομής. Η ενανθράκωση και η νιτροποίηση είναι οι δύο τεχνικές που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία διαφορικής σκλήρυνσης μεταλλικών κατασκευών. Η κύρια διαφορά μεταξύ της ενανθράκωσης και της νιτρίδωσης είναι ότι στην ενανθράκωση, ο άνθρακας διαχέεται στην επιφάνεια του χάλυβα, ενώ, στη διαδικασία νιτρίδωσης, το άζωτο διαχέεται στην επιφάνεια του χάλυβα.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι το Carburizing
     – Ορισμός, διαφορετικοί τύποι
2. Τι είναι το Nitriding
     – Ορισμός, Βελτίωση Ιδιοτήτων
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της ενανθράκωσης και της νιτρίδωσηςς
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:ανόπτηση, ενανθράκωση, σκλήρυνση θήκης, ενανθράκωση αερίου, σκλήρυνση, υγρή ενανθράκωση, μεταλλουργία, νιτρίωση, ενανθράκωση συσκευασίας, σκλήρυνση επιφάνειας, σκλήρυνση, ενανθράκωση υπό κενό

Τι είναι το Carburizing

Στην ενανθράκωση, το κράμα μετάλλου τοποθετείται σε υψηλή θερμοκρασία για αρκετές ώρες σε ανθρακούχο περιβάλλον. Η θερμοκρασία πρέπει να είναι υψηλότερη από την ανώτερη θερμοκρασία μετασχηματισμού του μετάλλου (κρίσιμη θερμοκρασία). Στη συνέχεια, ο άνθρακας απορροφάται σε χάλυβα από το ανθρακούχο περιβάλλον και διαχέεται αργά στα επιφανειακά στρώματα.

Το ανθρακούχο περιβάλλον μπορεί να είναι άνθρακας ή μονοξείδιο του άνθρακα. Ο σκοπός της ενανθράκωσης είναι να κάνει την επιφάνεια του χάλυβα σκληρή και ανθεκτική στη φθορά. Αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται κυρίως για ήπιους ανθρακούχους χάλυβες. Οι μεγαλύτεροι χρόνοι ενανθράκωσης αυξάνουν το βάθος της επικάλυψης άνθρακα. Ωστόσο, σε αυτή τη μέθοδο, η επιφάνεια γίνεται πιο σκληρή ενώ ο πυρήνας παραμένει μαλακός.

Υπάρχουν τέσσερις κύριες μορφές ενανθράκωσης ως εξής.

Συσκευασία ενυδάτωσης

Εδώ, τα εξαρτήματα συσκευάζονται σε περιβάλλον με υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα. Τα συστατικά θερμαίνονται με την παραγωγή μονοξειδίου του άνθρακα (αναγωγικό παράγοντα). Η μείωση από το μονοξείδιο του άνθρακα συμβαίνει στην επιφάνεια του χάλυβα με την απελευθέρωση άνθρακα που διαχέεται στην επιφάνεια λόγω των υψηλών θερμοκρασιών. Στη συνέχεια, αυτός ο άνθρακας σκληραίνει.

Ενθράκωση αερίου

Εδώ, τροφοδοτείται μονοξείδιο του άνθρακα στον θερμαινόμενο κλίβανο. Η υπόλοιπη διαδικασία είναι παρόμοια με αυτή της ενανθράκωσης αερίου.

Ενθράκωση υπό κενό

Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει την ενανθράκωση του χάλυβα σε ένα μη οξυγόνο, χαμηλής πίεσης Δεδομένου ότι το σύστημα δεν περιέχει οξυγόνο, η θερμοκρασία μπορεί να αυξηθεί σημαντικά χωρίς καμία επιφανειακή οξείδωση. Οι υψηλότερες θερμοκρασίες αυξάνουν τους ρυθμούς διάχυσης του άνθρακα και έτσι αυξάνεται η σκλήρυνση.

Υγρή ενυδάτωση

Εδώ, ο χάλυβας βυθίζεται σε περιβάλλον υγροποιημένου άνθρακα. Η διάχυση άνθρακα είναι πιο αποτελεσματική σε αυτή τη μέθοδο.

Τι είναι η Nitriding

Η νιτρίωση είναι μια διαδικασία θερμικής επεξεργασίας που διαχέει άζωτο στην επιφάνεια ενός μετάλλου για να δημιουργήσει μια σκληρυμένη επιφάνεια. Η διαδικασία εναζώτωσης χρησιμοποιεί άζωτο και θερμότητα. Αυτό χρησιμοποιείται συνήθως για αντλίες έγχυσης καυσίμου. Σε αυτή τη μέθοδο, το άζωτο διαχέεται στην επιφάνεια του χάλυβα αντί για άνθρακα. Η νιτρίωση μπορεί να γίνει σε χαμηλότερες θερμοκρασίες από την ενανθράκωση.

Εικόνα 1:Ένας ηλεκτρονικός φούρνος επεξεργασίας θερμικής εναζώτου

Η διάχυση του αερίου αζώτου πραγματοποιείται συνήθως σε χαμηλές θερμοκρασίες και η σκλήρυνση πραγματοποιείται χωρίς σβήσιμο. Μόνο η επιφάνεια σκληραίνει, ο πυρήνας παραμένει ίδιος. Όταν ένας χάλυβας έχει υποστεί διαδικασία νιτρίδωσης, έχει εξαιρετική αντοχή στη φθορά. Η αντοχή στη διάβρωση είναι επίσης βελτιωμένη. Επιπλέον, βελτιώνεται η διάρκεια κόπωσης του χάλυβα. Η ιδιότητα κόπωσης είναι η ικανότητα του χάλυβα να αντέχει μια καταπόνηση χωρίς θραύση.

Διαφορά μεταξύ ενανθράκωσης και νιτροποίησης

Ορισμός

Ενθράκωση: Η ενανθράκωση είναι μια διαδικασία θερμικής επεξεργασίας που διαχέει άνθρακα στην επιφάνεια ενός μετάλλου για να δημιουργήσει μια σκληρυμένη επιφάνεια.

Ανιτροποίηση: Η νιτρίωση είναι μια διαδικασία θερμικής επεξεργασίας που διαχέει άζωτο στην επιφάνεια ενός μετάλλου για να δημιουργήσει μια σκληρυμένη επιφάνεια.

Στοιχεία

Ενθράκωση: Η ενανθράκωση χρησιμοποιεί ένα ανθρακούχο περιβάλλον.

Ανιτροποίηση: Η νιτροποίηση χρησιμοποιεί άζωτο αντί για άνθρακα.

Θερμοκρασία

Ενθράκωση: Η ενανθράκωση γίνεται σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες.

Ανιτροποίηση: Η νιτρίωση μπορεί να γίνει σε χαμηλές θερμοκρασίες.

Διάχυση

Ενθράκωση: Κατά την ενανθράκωση, ο άνθρακας διαχέεται στην επιφάνεια του μεταλλικού κράματος.

Ανιτροποίηση: Στο Nitriding, το άζωτο διαχέεται στην επιφάνεια του μεταλλικού κράματος.

Συμπέρασμα

Η ενανθράκωση και η νιτροποίηση είναι δύο τύποι διεργασιών επιφανειακής σκλήρυνσης που χρησιμοποιούνται για τη σκλήρυνση μιας χαλύβδινης επιφάνειας ενώ ο πυρήνας παραμένει μαλακός. Η κύρια διαφορά μεταξύ της ενανθράκωσης και της νιτρίδωσης είναι ότι κατά την ενανθράκωση, ο άνθρακας διαχέεται στην επιφάνεια του χάλυβα, ενώ, στη διαδικασία νιτρίδωσης, το άζωτο διαχέεται στην επιφάνεια του χάλυβα.

Αναφορά:

1. «Διαδικασία και τεχνικές ενανθράκωσης – Τέσσερις μέθοδοι ενανθράκωσης». Brighthub Engineering, 25 Μαΐου 2011, Διαθέσιμο εδώ.
2. «Τι είναι το Nitriding; – Ορισμός από την Corrosionpedia. Corrosionpedia, Διαθέσιμο εδώ.
3. «Αναζώτωση». Wikipedia, Wikimedia Foundation, 12 Ιανουαρίου 2018, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "Computerised Heat Treatment Furnance" του S zillayali – Δική του εργασία (CC BY 3.0) μέσω Commons Wikimedia